O que são susceptores de grafite revestidos com SiC?

A bandeja (base) que suporta wafers de SiC, também conhecida como "Agente funerário," é um componente central do equipamento de fabricação de semicondutores. E o que exatamente é esse susceptor que carrega os wafers?

No processo de fabricação de wafers, os substratos precisam ser construídos com camadas epitaxiais para fabricação de dispositivos. Exemplos típicos incluemEmissores LED, que requerem camadas epitaxiais de GaAs sobre substratos de silício; em substratos condutores de SiC, camadas epitaxiais de SiC são cultivadas para dispositivos como SBDs e MOSFETs, usados ​​em aplicações de alta tensão e alta corrente; sobresubstratos semi-isolantes de SiC, As camadas epitaxiais de GaN são construídas para construir dispositivos como HEMTs, usados ​​em aplicações de RF como comunicações. Este processo depende fortemente de equipamentos CVD.

Em equipamentos CVD, os substratos não podem ser colocados diretamente sobre metal ou sobre uma simples base para deposição epitaxial, pois envolve diversos fatores de influência, como direção do fluxo de gás (horizontal, vertical), temperatura, pressão, estabilidade e remoção de contaminantes. Portanto, é necessária uma base sobre a qual o substrato seja colocado antes de usar a tecnologia CVD para depositar camadas epitaxiais no substrato. Esta base é conhecida comoReceptor de grafite revestido de SiC(também chamada de base/bandeja/transportador).

Susceptores de grafite revestidos com SiC são comumente usados ​​em equipamentos de deposição química de vapor metalorgânico (MOCVD) para suportar e aquecer substratos de cristal único. A estabilidade térmica e a uniformidade dos susceptores de grafite revestidos com SiC desempenham um papel crucial na determinação da qualidade do crescimento do material epitaxial, tornando-os componentes críticos do equipamento MOCVD.

A tecnologia MOCVD é atualmente a técnica principal para o cultivo de epitaxia de filme fino de GaN na produção de LED azul. Oferece vantagens como operação simples, taxa de crescimento controlável e alta pureza dos filmes finos de GaN produzidos. Os susceptores usados ​​para o crescimento epitaxial de filme fino de GaN, como um componente importante dentro da câmara de reação do equipamento MOCVD, precisam ter resistência a altas temperaturas, condutividade térmica uniforme, boa estabilidade química e forte resistência ao choque térmico. Os materiais de grafite podem atender a esses requisitos.

Os susceptores de grafite são um dos principais componentes dos equipamentos MOCVD e servem como transportadores e emissores de calor para wafers de substrato, influenciando diretamente a uniformidade e a pureza dos materiais de filmes finos. Consequentemente, sua qualidade afeta diretamente o preparo dos Epi-Wafers. No entanto, durante a produção, a grafite pode corroer e degradar devido à presença de gases corrosivos e compostos metalorgânicos residuais, reduzindo significativamente a vida útil dos susceptores de grafite. Além disso, o pó de grafite caído pode causar contaminação dos cavacos.

O surgimento da tecnologia de revestimento fornece uma solução para esse problema, fornecendo fixação superficial do pó, maior condutividade térmica e distribuição equilibrada de calor. O revestimento na superfície dos susceptores de grafite utilizados no ambiente do equipamento MOCVD deve possuir as seguintes características:

1. A capacidade de envolver totalmente a base de grafite com boa densidade, pois o susceptor de grafite é suscetível à corrosão em ambientes de gases corrosivos.

2. Forte ligação com o susceptor de grafite para garantir que o revestimento não se solte facilmente após vários ciclos de alta e baixa temperatura.

3. Excelente estabilidade química para evitar que o revestimento se torne ineficaz em atmosferas corrosivas e de alta temperatura. O SiC possui vantagens como resistência à corrosão, alta condutividade térmica, resistência ao choque térmico e alta estabilidade química, tornando-o ideal para trabalhar em atmosferas epitaxiais de GaN. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do SiC é muito próximo do da grafite, tornando-o o material preferido para revestir a superfície dos susceptores de grafite.

A Semicorex fabrica susceptores de grafite revestidos com CVD SiC, produzindo peças customizadas de SiC, como barcos wafer, pás cantilever, tubos, etc.

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